高中物理第三章磁场3_1磁现象和磁场学案新人教版选修3_1.doc

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1、1第 1 节 磁现象和磁场研究学考明确要求考试要求知识内容 磁现象和磁场学考 b 选考 b基本要求1.了解磁性、磁极概念。2了解电流的磁效应，领会发现电流磁效应现象的意义。3知道磁体和通电导体周围都有磁场，磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的。发展要求1.大致了解地磁场的分布。2初步了解磁偏角的概念。基 础 梳 理1磁性和磁体物体具有的吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体。2磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁体上磁性最强的区域叫磁极。(1)磁体有两个磁极，一个叫 N 极(又叫北极)，另一个叫 S 极(又叫南极)。(2)同名磁极相互排斥

2、，异名磁极相互吸引。典 例 精 析【例 1】 磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发碎纸屑两现象比较，下列说法正确的是( )A两者都是电现象B两者都是磁现象C前者是电现象，后者是磁现象D前者是磁现象，后者是电现象解析 磁铁吸引小铁钉是靠磁铁的磁场把铁钉磁化而作用的，是磁现象；摩擦过的塑料上带电荷使周围产生电场而吸引毛发碎纸屑的，是电现象。答案 D由于磁场而产生的现象是磁现象；由于电场而产生的现象是电现象。2基 础 梳 理1丹麦物理学家奥斯特相信，就像电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁之间也应该存在着联系。1820 年他发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的关系。2奥斯特实验的结论：导线通入

3、电流后，小磁针发生了转动，说明小磁针受到了磁场力的作用，可见电可以生磁。通入不同方向的电流时小磁针的转动方向不同，说明通入电流的方向不同，产生的磁现象也不一样。3奥斯特实验的意义：发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁之间是有联系的。典 例 精 析【例 2】 物理实验都需要有一定的控制条件。奥斯特做电流的磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响。关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是( )A该实验必须在地球赤道上进行B通电直导线应该竖直放置C通电直导线应该水平东西方向放置D通电直导线应该水平南北方向放置解析 小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当通电直导线南北方向放置时，能产生东西方向

4、的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选 D。答案 D南北放置的通电导线产生的磁场为东西方向，与磁针垂直，作用力最大。即 学 即 练1如图 1 所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是( )图 1A甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B乙图中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场发生的C丙图中电流间的相互作用是通过电流的电场发生的D丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的解析 甲图中，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的；乙图中，磁体对通电导3线力的作用是通过磁体的磁场发生的；丙图中，电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的。

5、综上所述，选项 B 正确。答案 B基 础 梳 理1磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质。磁体与磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的。2基本性质：图 2对放入其中的磁体或通电导体有力的作用(如图 2 所示)。3磁场的产生(1)磁体周围有磁场。(2)电流周围有磁场。(3)运动电荷周围有磁场。特别提醒 磁场和电场一样，都是一种物质，是客观真实存在的。典 例 精 析【例 3】 关于磁场，下列说法正确的是( )A其基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用B磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质C磁场不是客观存在的一种特殊

6、物质形态D磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无解析 磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用，A 正确；磁场虽然看不见摸不着，但是它是客观存在的，B、C、D 错误。答案 A磁场是客观存在的一种物质，并对放入其中的磁体或电流产生力的作用。4基 础 梳 理1地磁场：地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。如图 3 所示，地球磁场的N 极(地磁北极)位于地理南极附近，地球磁场的 S 极(地磁南极)位于地理北极附近。图 32虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大。因此，一般我们认为：(1)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且

7、方向水平向北。(2)在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方。典 例 精 析【例 4】 如图 4 所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的 N 极将( )图 4A指北 B指南C竖直向上 D竖直向下解析 地磁场的分布规律与条形磁铁类似，在地理北极附近，地磁场竖直向下，此处小磁针的 N 极应竖直向下，D 正确。答案 D即 学 即 练2地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁体的磁场分布情况相似，以下说法正确的是( )A地磁场的方向沿地球上经线方向B地磁场的方向是与地面平行的C地磁场的方向是从北向南的5D在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的解析 每一点地

8、磁场的方向并不是沿经线方向，选项 A 错误；地磁场的方向只有在赤道附近和地面平行，选项 B 错误；地球内部的磁场方向才是从北向南，选项 C 错误，只有选项D 正确。答案 D1铁棒 A 能吸引小磁针，铁棒 B 能排斥小磁针，若将铁棒 A 靠近铁棒 B 时，下述说法中正确的是( )A A、 B 一定相互吸引B A、 B 一定相互排斥C A、 B 间可能无磁场力作用D A、 B 可能相互吸引，也可能相互排斥解析 磁体相互吸引可以是原来没有磁性的铁棒磁化而吸引磁体，也可以是因为两个磁体的异名磁极相互吸引。这是吸引的两种情况。而排斥只能在两个磁体的同名磁极间才可能发生。小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性

9、的铁棒。故铁棒 A 可能有磁性，也可能没有磁性。铁棒 B 能排斥小磁针，说明铁棒 B 一定有磁性。若 A 无磁性，当 A 靠近 B 时，在 B的磁场作用下 A 会被磁化而发生相互吸引作用；若 A 有磁性，则 A、 B 两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极靠近时，相互排斥；当异名磁极靠近时，相互吸引，这说明不论 A 有无磁性，它们之间总有磁场的作用，故选项 D 正确。答案 D2以下说法中正确的是( )A磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D磁场和电场是同一种物质解析 电流能产生磁场，在电流的周围就

10、有磁场的存在，不论是磁极与磁极间、电流与电流间还是磁极与电流间，都有相互作用的磁场力。磁场是一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁极、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，但它不会对放入电场中的磁极产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点。答案 A3磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用，以下示意图不正确的是( )6A磁体 磁体磁 场B磁体 通电导体磁 场C通电导体 通电导体电 场D通电导体 通电导体磁 场解析 磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用都是

11、通过磁场发生的。答案 C4下列说法中正确的是( )A奥斯特实验说明了通电导线对磁体有作用力B奥斯特实验说明了磁体对通电导线有作用力C奥斯特实验说明了任意两条通电导线之间有作用力D奥斯特实验说明了任意两个磁体之间有作用力解析 奥斯特实验说明了通电导线对磁体有作用力，所以选项 A 正确。答案 A5我国古代四大发明中，涉及到磁现象应用的发明是( )A指南针 B造纸术 C印刷术 D火药解析 指南针利用地磁场使小磁针偏转来指示方向，涉及到磁现象，而我国古代四大发明中，造纸术、印刷术、火药不涉及磁现象，故 A 正确。答案 A1如图 1 所示，一根条形磁铁，左端为 S 极，右端为 N 极。下列表示从 S 极

12、到 N 极磁性强弱变化情况的图象中正确的是( )图 17解析 条形磁铁两极磁性最强，中间磁性最弱，故磁性强弱变化曲线如 C 所示。答案 C2磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是( )A磁体的吸铁性B磁极间的相互作用规律C电荷间的相互作用规律D磁场对电流的作用原理解析 军舰被地磁场磁化后变成了磁体，当军舰靠近水雷时，对控制引爆电路的小磁针有力的作用，使小磁针转动引爆水雷。B 项正确。答案 B3如图 2 所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，发现这个

13、实验现象的物理学家是( )图 2答案 C4奥斯特实验说明了 ( )A磁场的存在B磁场的方向性C电流可以产生磁场D磁体间有相互作用解析 本题考查了电流的磁效应及奥斯特实验。奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，即电流产生了磁场。故正确答案为 C。答案 C5(2017嘉兴教学质量检测)指南针静止时，其位置如图 3 中虚线所示。若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置。据此可能是( )8图 3A导线南北放置，通有向北的电流B导线南北放置，通有向南的电流C导线东西放置，通有向西的电流D导线东西放置，通有向东的电流解析 若导线南北放置，通有向

14、北的电流，根据安培定则可知，小磁针 N 极将由北向西偏转，A 错误；导线南北放置，通过向南的电流时，根据安培定则可知，小磁针 N 极将由北向东偏转，可转向图中实线所示位置，B 正确；导线东西放置，通过向西的电流，根据安培定则可知，小磁针 N 极将向南偏转或不偏转，C 错误；导线东西放置，通过向东的电流，根据安培定则可知，小磁针 N 极不偏转，D 错误。答案 B6下列关于磁场的说法中，正确的是( )A磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C磁极与磁极之间是直接发生作用的 D磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生解析 磁场是一种特殊物质，磁体间的相

15、互作用是靠磁场发生的。答案 A7关于地球的磁场，下列说法正确的是( )A在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极B地磁场的南极在地理北极附近C地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D地球磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的解析 小磁针 S 极指南是因为地磁的 N 极在地理的南极附近，故 A 错误；地磁场的两极和地理两极是相反的，所以 B 正确；依据地磁场的空间分布，只有赤道上的磁场方向和地面平行，故 C 错误；地球的磁偏角是变化的，地磁两极的位置也是变化的，所以 D 错误。答案 B8在地球赤道上放置一个小磁针，静止时小磁针 N 极指向( )A地理南极 B地理北极C东方 D西方9

16、解析 地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极和北极分别位于地理的北极和南极附近，在赤道处，地磁场方向由地理南极指向地理北极，小磁针静止时 N 极指向地理北极。指南针就是利用上述原理制成的。答案 B9将 A、 B 两个磁环先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对的磁极极性相同，此时可以看到上方的磁环 A“悬浮”在空中，如图 4 所示，设两磁环受到的重力相等且都为 G，则磁环 B 对木支架底座的压力 F 与重力 G 的大小关系是( )图 4A F G B F GC G F2 G D F2 G解析 由 A、 B 两磁环相对的磁极极性相同，可知它们之间相互作用力是斥力。 A“悬浮”在空中，说明 A 受力平衡

17、，因此， A 受到的重力和 B 对 A 的排斥力大小相等。根据牛顿第三定律， B 受到 A 的斥力大小等于 G。对 B 受力分析可知， B 受到重力、向下的斥力和底座对 B 向上的支持力， B 静止，所以 F 支 2 G，所以 B 对底座的压力 F 也为 2G。答案 D10下列说法中与实际情况相符的是( )A地球的磁偏角是一个定值B地磁场的北极在地理位置的北极附近C除了地球外，到目前为止其他星球上还没有发现磁现象D郑和出海远航比哥伦布的远洋探险先使用指南针解析 磁偏角随地理位置变化而变化，A 错误；地磁场的北极在地理南极附近，B 错误；其他星球上也有磁场存在，C 错误；我国是最早利用指南针航海

18、的国家，D 正确。答案 D11在超市里，顾客可以自己在货架上挑选商品，十分方便，但如果有人想拿了东西不付钱而偷偷溜走，那么出口处的报警器马上会鸣响报警，你知道这是为什么吗？解析 在超市中的每一件商品上都有一小片带磁性的商标，当经过出口时，那里的磁性探测器便检测出来并发出报警，只有当你付款后，售货员用一种特别的“消磁”装置将商标上的磁性消除，探测器才会让你把商品带出超市。答案 见解析12关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：10(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁

19、场。(2)小磁针静止时，它的 N 极指向就是“月磁”的北极。你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正。答案 (1)小磁针静止时指向某一方向，说明月球周围存在磁场。(2)小磁针静止时，它的 N 极指向“月磁”的南极。有需改进的地方，即应做多次实验，观察小磁针是否总是指向某一个方向。13如图 5 所示是医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器。当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，再拉出整条塑料管，你能说出这种仪器的原理吗？如果小孩不慎吞下的是易拉罐环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？( )图 5解析 当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，仪器内的活动永久磁铁向前接触金属物品，能将铁制物品吸引，然后拉出塑料管并将物体取出。回形针是铁制的，能被磁铁吸引，而易拉罐环一般是铝制品，不能被吸引，所以回形针可以用这种仪器取出来。答案 见解析